高压输电线路绝缘子的污秽闪络问题一直是困扰输变电安全的世纪难题。目前防污闪的措施都不能有效防止污秽的积聚，无法从根本上杜绝线路绝缘子的污秽闪络。半导体光催化技术被认为是一种解决环境污染问题的“绿色”技术，而TiO₂因其诸多优点一直处于光催化研究，特别是实际应用研究中的核心地位。我们试图利用TiO₂薄膜的光自洁性能及其电学特性，并结合对薄膜的结构调控研究，提升高压绝缘子的防污闪性能。本论文研究TiO₂膜的构效关系并拓展其应用至输变电领域，对于光催化技术的发展具有理论和实际的双重意义。本论文制备了TiO₂防污闪绝缘子，系统研究了光自洁绝缘子的防污闪作用机理；根据TiO₂薄膜存在的不足，提出调控缺陷以改进薄膜光催化性能的思路，并对缺陷位的作用机理进行较为系统的研究。具体研究内容包括：（1）采用喷涂法将TiO₂溶胶涂覆于陶瓷绝缘子表面，制备光自洁绝型缘子，考察光自洁绝缘子的物化性能和光自清洁能力，并对其电气性能进行比较测试；（2）利用有限元方法模拟仿真绝缘子电场分布，探讨TiO₂半导体膜的存在对绝缘子的电气性能的影响机理；（3）在应用研究的基础上，提出在TiO₂双层膜中引入缺陷进行改性的思路，表征了TiO₂薄膜中缺陷的化学状态，考察了缺陷的存在方式及其位置对薄膜光催化性能的影响，建立了缺陷影响电荷转移的作用模型。研究结果表明，（1）利用旋转喷涂法可在绝缘子表面制备均匀的TiO₂薄膜，该薄膜具有良好的光催化性能及活性稳定性。通过各项积污试验表明，相对于普通绝缘子，制得的光自洁绝缘子具有较好的光自清洁能力；（2）只要处理得当，亲水性TiO₂半导体膜的存在，并不会降低绝缘子电气性能，相反，在湿污条件下，绝缘子的闪络电压还得到一定提高，提高幅值约为6%¹2%；（3）有限元电场仿真分析表明，TiO₂膜的存在能够改善绝缘子的电场分布，有效抑制局部放电的发生与发展，从而提高光自洁绝缘子的闪络电压；（4）合理结合溶胶镀膜技术与冷等离子体处理技术，可得到带有缺陷的TiO₂双层薄膜，且缺陷可存在于膜层的界面上形成“界面缺陷”；（5）缺陷能够捕获电子，提高TiO₂薄膜光生载流子的分离效率，从而提高薄膜的光致亲水性能及其对RhB染料的光催化氧化能力，而缺陷的位置对RhB染料分子在TiO₂膜上的吸附和降解行为产生极大影响；（6）“界面缺陷”具有与“表面缺陷”类似的促进光催化作用，同时还表现出更高的稳定性，有极大的实际应用价值。论文的创新点：（1）首次将TiO₂光催化薄膜应用于高电压输电线路绝缘子的防污闪，不仅为绝缘子防污闪提供了新的思路，同时拓展了光催化技术的应用领域；（2）首次制得含有“界面缺陷”的TiO₂膜，提升了薄膜的光催化活性和光致亲水性，还增强了缺陷的稳定性。同时提出了“界面缺陷”对光生载流子以及光催化性能的具体影响机理。本结果为TiO₂光催化剂的性能改进提供普适性的理论依据和实现途径。